C'est en 1954 que nous pénétrons dans la vie de Sybil ; à l'époque, cette jeune fille au physique ingrat s'occupe d'enfants à Central Park pour payer ses études. Soudain, le grincement d'une balançoire, poussée par une femme aux cheveux blancs, fait ressurgir les images d'une enfance douloureuse. Et Sybil laisse la place à Peggy, une des personnalités dans lesquelles elle se réfugie en cas de crise, pour fuir ces souvenirs. Car Sybil, c'est, en fait, six personnalités différentes vivant dans le même corps : Peggy, très coléreuse et agressive ; Vicky, calme, jolie et raffinée ; Martha, la suicidaire ; Mary, la protectrice et la maternelle ; Vanessa, l'artiste qui joue du piano, chante, danse et peint. Une psychanalyste, le docteur Wilbur, va essayer de découvrir les conflits qui occasionnèrent ce fractionnement. Elle se doute d'abord puis se persuade, avec raison, de la culpabilité de la mère de Sybil, morte quelques années plus tôt, femme sadique et schizophrène, qui avait torturé son enfant de façon horrible ; brûlure, coups, séquestration et scarification. Le médecin de famille, auquel elle rend visite, confirme les faits. Au fil de l'analyse, Sybil va accepter et surmonter ses souvenirs. Il aura fallu onze ans pour qu'elle redécouvre la joie de vivre.